JP2016199993A

JP2016199993A - マンホールの更新構造及び新設のマンホール構造

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Publication number: JP2016199993A
Application number: JP2016066362A
Authority: JP
Inventors: 厚之介柿添; Konosuke Kakizoe
Original assignee: I Build Kk
Current assignee: I Build Kk
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2016-03-29
Publication date: 2016-12-01
Anticipated expiration: 2035-04-09
Also published as: JP6183869B2

Abstract

【課題】既設の直壁に大きな荷重をかけないで、これ以上の劣化が進行させず、水洩れもなくマンホールの強度を高められて、長寿命に延長できるマンホールの更新構造を提供する。
【解決手段】マンホールの地中の既設直壁１の外側にある道路舗装層及び部材及び既設直壁１の内側の既設のステップを撤去した後の既設直壁１の内側に強化複合材製のステップ３ａを内側に取付けた筒体３を嵌装し、同筒体３と既設直壁１との間にセメント系裏込材１１を流し込んで接合し、又既設直壁１の外側の地盤に砂利を敷いた支持基礎１０を設け、同支持基礎１０の上に斜壁ブロック２の外周の下方突部２ａを載置して上方荷重・振動を支持基礎１０に荷重し、又既設直壁１の上端と斜壁ブロック２の底面との間に水膨張性ゴム１２を間装し、斜壁ブロック２の上方外周に蓋支持リング４，マンホール蓋５，路床材，舗装層，土を再構築する。
【選択図】図１

Description

本発明は、長年使用されてきたマンホールが自動車等の繰り返し垂直荷重・振動荷重・地震・土圧・水圧等によって生じてくるコンクリート製直壁の躯体強度低下・亀裂の発生及び水洩れの発生等の劣化状態を、既設のコンクリート製直壁の躯体をそのまま残して修復して機能を回復できて、マンホールの長寿命化を可能とするマンホールの更新構造に関する。及び新設のマンホールとしても適用できる耐久性があるマンホール構造の改良技術である。

下水道等の暗渠に設けられるマンホールの構造は、円筒状のコンクリート直壁の上にマンホール蓋支持リングとマンホール蓋とを設けた構造である。
このマンホールは長年使用していると、自動車のタイヤからの繰り返し垂直荷重・車の走行に伴う大きな振動荷重・地震・土圧・水圧・水の凍結等によって、その直壁に亀裂が発生して、強度が大きく低下したり水洩れを生起するようになり、マンホールの寿命を短縮していた。
マンホールに水洩れがあれば、雨水・地下水等がマンホール内に流入し、下水道の水量が増えて処理負担を増大させるので、マンホールの水洩れは少なくすることが要請されている。

このマンホールの劣化に対して、マンホールの既設のコンクリート構造を撤去して、新しいマンホールを再構築するには作業日数とコストが嵩んでいた。

又、引用文献１，２にはマンホールの更新工法として、マンホールの既設置の躯体の直壁の内側のステップを撤去し、複合強化樹脂製の筒体を直壁の内側に嵌装して直壁の洩水を防止するとともに、直壁の強度補強を図る更新工事が開示されている。
しかし、この更新工事では上方のマンホール蓋・斜壁ブロック・蓋支持リング等の部材の自重及び車等からの外部荷重・振動はこの直壁と筒体に荷重されることとなり、筒体の肉厚は薄いのでやはり外部荷重は旧直壁に作用することとなり、既設直壁に大部分の荷重がかかり、マンホールの寿命を長く延長することが難しいものであった。

特開２００４−３２４０６０号公報特開２００５−１０５７１３号公報

本発明は、これらの従来の更新工法の問題点を解消し、既設の直壁に大きな荷重をかけないでこれ以上の劣化が進行させず、水洩れもなくマンホールの強度を高められて、長寿命に延長できるマンホールの更新構造を提供することにある。及び、同じ構造を用いれば新設のマンホール構造の強度及び耐久性を大きく改善できるマンホールの構造を提供することにある。

かかる課題を解決した本発明の構成は、
（１）ステップを撤去した地中の既設直壁の内側にステップを内面に取付けた樹脂製の筒体を嵌装し、既設直壁の上端より低い位置の外周地盤に砂利を敷いた支持基礎を設け、既設直壁上に上から順にマンホール蓋と蓋支持リングと斜壁ブロックを配置するとともに、斜壁ブロックの下部外周に設けた下方突部を前記支持基礎の上面に接地させてマンホール蓋・蓋支持リング及び斜壁ブロックからの垂直荷重を前記支持基礎で支持し、しかも斜壁ブロックの下部の下面と既設直壁上端及び前記筒体の上端との隙間に水膨張性ゴムを間装して水密状に保持した、マンホールの更新構造
（２）ステップを撤去した地中の既設直壁の内側にステップを内面に取付けた樹脂製の筒体を筒体上端が既設直壁の上端より高く突出するように嵌装し、前記筒体の上端より低い位置の外周地盤に砂利を敷いた支持基礎を設け、既設直壁上に上から順にマンホール蓋と蓋支持リングと底盤ブロックを配置するとともに、前記底盤ブロックの外周に設けた下方突部を前記支持基礎の上面に接地させてマンホール蓋・蓋支持リング及び底盤ブロックからの垂直荷重を前記支持基礎で支持し、筒体上端と底盤ブロック下面との間に水膨張性ゴムを間装させ、しかも筒体外壁と既設直壁の上端面と支持基礎と底盤ブロックの下面と下方突部の内側壁面とで囲まれる空間に土を充填させて水密性を保持した、マンホールの更新構造
（３）既設直壁の内壁と嵌装した筒体の外壁との間の間隙にセメント系裏込材を圧入して、両者を間隙なく接合して強度と水密性を高めた、前記（１）又は（２）記載のマンホールの更新構造
（４）ステップを取付けていない新設の地中の直壁の内側に内面にステップを取付けた樹脂製の筒体を嵌装し、前記直壁の上端より低い位置の外周地盤に砂利を敷いた支持基礎を設け、前記直壁上に上から順にマンホール蓋と蓋支持リングと斜壁ブロックを配置するとともに、斜壁ブロックの下部外周に設けた下方突部を前記支持基礎の上面に接地させてマンホール蓋・蓋支持リング及び斜壁ブロックからの垂直荷重を前記支持基礎で支持し、しかも斜壁ブロックの下部の下面と前記直壁上端及び前記筒体の上端との隙間に水膨張性ゴムを間装して水密状に保持した、マンホールの構造
（５）ステップを取付けていない新設の地中の直壁の内側にステップを内面に取付けた樹脂製の筒体を筒体上端が前記直壁の上端より高く突出するように嵌装し、前記筒体の上端より低い位置の外周地盤に砂利を敷いた支持基礎を設け、前記直壁上に上から順にマンホール蓋と蓋支持リングと底盤ブロックを配置するとともに、前記底盤ブロックの外周に設けた下方突部を前記支持基礎の上面に接地させてマンホール蓋・蓋支持リング及び底盤ブロックからの垂直荷重を前記支持基礎で支持し、筒体上端と底盤ブロック下面との間に水膨張性ゴムを間装させ、しかも筒体外壁と前記直壁の上端面と支持基礎と底盤ブロックの下面と下方突部の内側壁とで囲まれる空間に土を充填させて水密性を保持した、マンホールの構造
（６）直壁の内壁と嵌装した筒体の外壁との間の間隙にセメント系裏込材を圧入して、両者を間隙なく接合して強度と水密性を高めた、前記（３）又は（４）記載のマンホールの構造
にある。

本発明では、マンホール蓋・蓋支持リング・斜壁ブロックにかかる上からの荷重・振動は、既設直壁又は新設の直壁とその内側の樹脂製筒体の上端部にほとんど作用せず、コンクリート製斜壁ブロックの下部外周部に設けた砂利の基礎部を介して地盤に直接荷重することとなり、既設の直壁又は新設の直壁及び筒体には大きな荷重は負荷されない。
これによって、直壁のこれ以上の劣化の進行を停止又は遅らせる。
又、直壁とその内側の筒体と斜壁ブロックの下部壁面との間には水膨張性ゴムを介在させることによって水洩れを防止でき、又直壁の亀裂等からの水の進入はその内側の筒体によって遮断される。
よって、本発明によれば水洩れがなくなり、又既設直壁の劣化の進行を停止又は遅らせて、マンホールの寿命を長く延長できるようにできた。

更に、直壁の内壁と嵌装した筒体の外壁との間の空隙にセメント系裏込材を圧入して両者との間を間隙なく接合すれば、更に強度及び水密性を高めることができる。

図１は本発明の構造を示す説明図である。図２は実施例１のマンホールの更新構造を示す縦断面図である。図３は実施例１の斜壁ブロックの平面図である。図４は実施例２の構造を示す縦断面図である。図５は実施例２の底盤ブロックの平面図である。

本発明の筒体の素材としては、ガラス繊維と不飽和ポリエステル樹脂からなるＦＲＰ層とレジンモルタル層とを積層させた１６ｍｍ厚み程の強化プラスチック複合管ＲＣＰを使用するのがよい。

又、本発明で使用する水膨張性材料としては、水膨張性ゴムを使用するのが弾性と耐久性を備えるので好ましい。
又、本発明に使用する斜壁ブロック，蓋支持リング，新設の直壁は工場で品質よく製造されたコンクリートブロックがマンホール現場まで運送されて設置されるものである。

本発明は、新設のマンホールの構築する場合でも更新構造と同じ構造にでき、新設のマンホールの構造として使用でき、新設のマンホール構造として直壁への荷重・振動を大巾に軽減して、マンホールの劣化の速度を遅くでき、よってマンホール寿命を長くできる。
この場合の作業手順として、まず下水道の暗渠上に新設のステップのない直壁を構築し、内側にステップを取付けた筒体を嵌装し、必要に応じて直壁と筒体との間にセメント系裏込材を流し込んで接合し、その後直壁の外周に土・裏込材を埋め戻して地盤を構築するとともに直壁の外周に構築された地盤の一部に砂利等の支持基礎を設け、これに上方の斜壁ブロック又は底盤ブロックの下部外周に設けた下方突部を載置し、又水膨張性ゴムを間装すれば既設のマンホールの更新構造と同じようになり、新設でも長寿命化できる作用効果の構造となる。

以下、土被りが厚いマンホールに使用した実施例１と、土被りが浅いマンホールに使用した実施例２について図面に基づいて説明する。

（実施例１）
図１〜３に示す実施例１は、土被りが１．８ｍのマンホールの更新した構造の例である。既設直壁は２００ｍｍ厚みであり、又筒体として１６ｍｍＲＣＰ管を使用した。
図中、Ｇ１は実施例１のマンホールの更新構造、１は２００ｍｍ厚みの既設のコンクリート製の既設直壁、２は更新の為のコンクリート製斜壁ブロック、２ａは斜壁ブロック２の下部外周に設けた下方突部、２ｂは斜壁ブロック２の上方開口、３はガラス繊維と不飽和ポリエステル樹脂からなる内・外面のＦＲＰ層と不飽和ポリエステル樹脂と硅砂からなる樹脂モルタル層により構成された強化プラスチック複合管であるエスロンＲＣＰ（登録商標）を使用した１６ｍｍ厚みの筒体、３ａは同筒体３の内側に取付けたステップ、４は斜壁ブロック２の上方開口２ｂの開口縁上に設置される蓋支持リング、５はマンホール蓋、６は下水道の暗渠、７はマンホール蓋５周辺路表層を形成する円形履工板、８は地盤、９は舗装路盤、１０は既設直壁１の外周の地盤の環状穴部に砂利を１５０ｍｍ厚みに充填した環状の支持基礎である。１１は筒体３の外面と既設直壁１の内壁との間に流し込んだセメント系裏込材であり、１２は斜壁ブロック２の下面と既設直壁１の上端及び筒体３の上端の隙間に間装されたハイドロタイト（登録商標）を使った水膨張性ゴムである。

実施例１の更新構造の構築作業手順を示す。
（ａ）まず、既設マンホールの外周地盤・道路の舗装路盤９を掘削し、既設の蓋支持リング・既設の斜壁ブロックを撤去し、又既設直壁１の上部外周も掘削する。
（ｂ）既設直壁１の内側にあるステップ・内副管等を撤去し、その内壁を清掃し、その脆弱部を撤去し、又鉄筋の防錆処理を行う。
（ｃ）筒体３の流入出管の位置割り出しを行って、管接続できるように現場で筒体３を加工整形する。
（ｄ）筒体３の内側にステップ３ａを取付けて既設直壁１内に嵌装する。
（ｅ）既設直壁１の底部及び筒体３の開口部に裏込材が漏れないように粘土モルタルでシールする。
（ｆ）上記シール部が硬化したらセメント系裏込材を既設直壁１と筒体３との間に流し込んで、既設直壁１と筒体３との間の間隙及び既設直壁の亀裂に裏込材１１を注入して硬化して両者の接合・ステップ３ａの固定及び水洩れの修復をする。
（ｇ）既設直壁１の上部外周の地盤８に１５０ｍｍ深さの環状穴部を掘削し、これに砂利を充填して環状の支持基礎１０を設ける。
（ｈ）水膨張性ゴム１２を既設直壁１の上端１ａと筒体３の上端に仮固定して、次に本発明の図２，図１に示す新しい斜壁ブロック２を既設直壁１の上方から載置する。そのとき、斜壁ブロック２の下部外周の下方突部２ａが支持基礎１０上に荷重するように設置する。このとき、水膨張性ゴム１２には斜壁ブロック２の下面と既設直壁１の上端・筒体３の上端との間で軽く圧縮されて水膨張性ゴム１２は挟まれて固定される。尚、この水膨張性ゴムは雨水等と接触して膨張して、隙間の発生をなくして水密状にシールする。
（ｉ）この斜壁ブロック２の上方に蓋支持リング４，マンホール蓋５を取付ける。
（ｊ）既設直壁１の外周に必要な裏込材及び土を埋め戻し、又上方の欠落した舗装路盤９を修復し、円形履工板７を設置して作業完了する。
上記の作業手順は必要に応じて順番を変えること、及び平行作業を行うこともできる。

この実施例１では、地中にある既設直壁１は残して使用するものであるので、その撤去作業が不要となる。又、既設直壁１の亀裂にはセメント系裏込材が筒体３との間から注入されることで、これが既設直壁１の亀裂の空隙を閉鎖するとともに、既設直壁１と筒体３を連結して強度を高める。又筒体３が内側にあることで既設直壁の側面からの水洩れ・水の流入はほとんどなくなる。

又、斜壁ブロック２の下面と既設直壁１の上端面及び筒体３の上端との空隙も、水膨張性ゴム１２によって水密状となることで、水洩れ・水流入はほぼ阻止できる。
更に、既設直壁１の亀裂に裏込材が進入することで直壁自体の強度も回復する。

そして、実施例１の更新構造Ｇ１ではマンホール蓋５等の上部部材を介して作用する通行する車両の垂直荷重及び振動は、斜壁ブロック２の下方突部２ａを介して砂利の支持基礎１０及びそれから地盤８に働くことになるので、既設直壁１及び筒体３に作用する荷重・振動は大巾に低減する。又、作用しても荷重・振動は水膨張性ゴム１２によって緩衝されて、負荷される。
この理由により、本実施例１の更新構造Ｇ１では既設直壁１に作用する荷重・振動は大巾に低減し、更新後の既設直壁１の劣化は停止するか遅くなって、マンホールの寿命を大巾に長くできる。

図４，５に示す実施例２は、土被りが１．２ｍ程である浅いマンホールの例の更新構造Ｇ２であり、この浅い土被りでは実施例１の斜壁ブロック２は使用されず、円盤状の底盤ブロック２０が使用され、同底盤ブロック２０の上方開口２０ｂの開口縁に蓋支持リング２４が設置されている。この底盤ブロック２０の外周の下方突部２０ａが砂利の支持基礎２１上に載置され、上方のマンホール蓋２５，蓋支持リング２４に負荷される荷重・振動を砂利の支持基礎２１を介して地盤８で支持するので、既設直壁２６及び筒体２７に直接負荷されないようにして、既設直壁２６のこれ以上の劣化の進行を停止している。
この実施例２では、既設直壁２６の上端は低い位置にあるので、実施例１の筒体３の同じ素材の筒体２７を上方に延ばして底盤ブロック２０の下面まで上方にもってきて、この間に水膨張性ゴム２８を間装することで水洩れ・水の流入を阻止し、又荷重・振動が下方の筒体２７に伝わるのを低減している。

更に、本実施例でもその既設直壁２６と筒体２７との間にはセメント系裏込材２９を流入し、これらを接合し、又既設直壁２６の亀裂空隙を閉鎖して、水洩れの修復と強度を補強している。

又、上方に長く延びた筒体２７と底盤ブロック２０の下面・側面及び既設直壁２６の上端面及び支持基礎２１との間の空間は、土又は路床材３０で埋めて充填している。これらによって、水密性を確保している。
上記実施例１，２は既設のマンホールの更新構造であるが、新設のマンホールの構造として同じ構造にすることで、強度補強と長寿命化を可能にできる。

本発明は、主に道路のマンホールの更新構造・マンホール構造であるが、地中下方が液体タンク、大型浄水槽となったマンホールでも使用可能である。

Ｇ１実施例１の更新構造
Ｇ２実施例２の更新構造
１既設直壁
１ａ直壁の上端
２斜壁ブロック
２ａ下方突部
２ｂ上方開口
３筒体
３ａステップ
４蓋支持リング
５マンホール蓋
６下水道の暗渠
７円形履工板
８地盤
９舗装路盤
１０支持基礎
１１裏込材
１２水膨張性ゴム
２０底盤ブロック
２０ａ下方突部
２０ｂ上方開口
２１支持基礎
２４蓋支持リング
２５マンホール蓋
２６既設直壁
２６ａ下方突起
２７筒体
２８水膨張性ゴム
２９裏込材
３０路床材

Claims

ステップを撤去した地中の既設直壁の内側にステップを内面に取付けた樹脂製の筒体を嵌装し、既設直壁の上端より低い位置の外周地盤に砂利を敷いた支持基礎を設け、既設直壁上に上から順にマンホール蓋と蓋支持リングと斜壁ブロックを配置するとともに、斜壁ブロックの下部外周に設けた下方突部を前記支持基礎の上面に接地させてマンホール蓋・蓋支持リング及び斜壁ブロックからの垂直荷重を前記支持基礎で支持し、しかも斜壁ブロックの下部の下面と既設直壁上端及び前記筒体の上端との隙間に水膨張性ゴムを間装して水密状に保持した、マンホールの更新構造。
ステップを撤去した地中の既設直壁の内側にステップを内面に取付けた樹脂製の筒体を筒体上端が既設直壁の上端より高く突出するように嵌装し、前記筒体の上端より低い位置の外周地盤に砂利を敷いた支持基礎を設け、既設直壁上に上から順にマンホール蓋と蓋支持リングと底盤ブロックを配置するとともに、前記底盤ブロックの外周に設けた下方突部を前記支持基礎の上面に接地させてマンホール蓋・蓋支持リング及び底盤ブロックからの垂直荷重を前記支持基礎で支持し、筒体上端と底盤ブロック下面との間に水膨張性ゴムを間装させ、しかも筒体外壁と既設直壁の上端面と支持基礎と底盤ブロックの下面と下方突部の内側壁面とで囲まれる空間に土を充填させて水密性を保持した、マンホールの更新構造。
既設直壁の内壁と嵌装した筒体の外壁との間の間隙にセメント系裏込材を圧入して、両者を間隙なく接合して強度と水密性を高めた、請求項１又は２記載のマンホールの更新構造。
ステップを取付けていない新設の地中の直壁の内側に内面にステップを取付けた樹脂製の筒体を嵌装し、前記直壁の上端より低い位置の外周地盤に砂利を敷いた支持基礎を設け、前記直壁上に上から順にマンホール蓋と蓋支持リングと斜壁ブロックを配置するとともに、斜壁ブロックの下部外周に設けた下方突部を前記支持基礎の上面に接地させてマンホール蓋・蓋支持リング及び斜壁ブロックからの垂直荷重を前記支持基礎で支持し、しかも斜壁ブロックの下部の下面と前記直壁上端及び前記筒体の上端との隙間に水膨張性ゴムを間装して水密状に保持した、マンホールの構造。
ステップを取付けていない新設の地中の直壁の内側にステップを内面に取付けた樹脂製の筒体を筒体上端が前記直壁の上端より高く突出するように嵌装し、前記筒体の上端より低い位置の外周地盤に砂利を敷いた支持基礎を設け、前記直壁上に上から順にマンホール蓋と蓋支持リングと底盤ブロックを配置するとともに、前記底盤ブロックの外周に設けた下方突部を前記支持基礎の上面に接地させてマンホール蓋・蓋支持リング及び底盤ブロックからの垂直荷重を前記支持基礎で支持し、筒体上端と底盤ブロック下面との間に水膨張性ゴムを間装させ、しかも筒体外壁と前記直壁の上端面と支持基礎と底盤ブロックの下面と下方突部の内側壁とで囲まれる空間に土を充填させて水密性を保持した、マンホールの構造。
直壁の内壁と嵌装した筒体の外壁との間の間隙にセメント系裏込材を圧入して、両者を間隙なく接合して強度と水密性を高めた、請求項４又は５記載のマンホールの構造。